Sistemas de Datos. Rendimiento de la Base de datos. Procesamiento de consultas y administración del rendimiento

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1 Rendimiento de la Base de datos. Procesamiento de consultas y administración del rendimiento

2 Esquema de la clase 1. Procesamiento de consultas 2. El optimizador del DBMS 3. Los Ajustes del Rendimiento

3 Procesamiento de consultas - sintaxis en instrucciones - nombres de tablas, atributos, etc. - resolver vistas - traducción al algebra relacional extendido Consulta Analizador y traductor Expresión del álgebra relacional E/S disco Optimizador $ CPU Conectividad Resultado de la Consulta Ejecución Plan de Ejecución Estadísticas Datos - Expresiones equivalentes - Primitivas de cada operación - Materialización o encauzamiento Heurística vs costo

4 Optimización de Sentencias SQL Equivalentes SELECT REV.Codigo_Guia FROM reserva_visita REV INNER JOIN reserva_visita_grado RVG ON REV.Codigo_Reserva = RVG.Codigo_Reserva WHERE RVG.GRADO=3 GROUP BY REV.Codigo_Guia Condición de Unión de las Tablas FROM WHERE SUBCONSULTA SELECT REV.Codigo_Guia FROM reserva_visita REV, reserva_visita_grado RVG WHERE RVG.GRADO=3 AND REV.Codigo_Reserva = RVG.Codigo_Reserva GROUP BY REV.Codigo_Guia SELECT REV.Codigo_Guia FROM reserva_visita REV WHERE REV.Codigo_Reserva IN( SELECT RVG.Codigo_Reserva FROM reserva_visita_grado RVG WHERE RVG.GRADO=3) GROUP BY REV.Codigo_Guia Optimizador Estadísticas Mismo Plan de ejecución Niveles de Optimización (solo algunos motores) : Tiempo de optimización versus Tiempo de ejecución

5 Optimizador Evaluación de expresiones equivalentes SELECT * FROM Empleado INNER JOIN Sucursal on Sucursal.Cod_Sucursal= Empleado.Cod_Sucursal WHERE Empleado.Puesto = gerente AND Sucursal.Ciudad = Londres Optimizador accesos a disco 1. σ (puesto= gerente )λ(ciudad= Londres ) (Sucursal.Nro_Sucursal=Empleado.Nro_Sucursal) (Sucursal x Empleado) 2. σ (puesto= gerente )λ(ciudad= Londres ) (Empleado Sucursal.Nro_Sucursal=Empleado.Nro_Sucursal Sucursal) 3. (σ puesto= gerente Empleado) Sucursal.Nro_Sucursal=Empleado.Nro_Sucursal (σ ciudad= Londres Sucursal) 1160 accesos a disco 3050 accesos a disco Estadísticas Sucursal (50 registros) 5 sucursales en Londres Empleado (1000 registros) 50 empleados gerentes Histogramas (σ puesto= gerente Empleado) Sucursal.Nro_Sucursal=Empleado.Nro_Sucursal (σ ciudad= Londres Sucursal)

6 OPERACIÓN SELECCIÓN Primitivas Cantidad de bloques que ocupa la tabla BÚSQUEDA LINEAL Para clave primaria = b/2 Para <> clave primaria = b BÚSQUEDA BINARIA Para clave primaria = Log2 b Para <> clave primaria = Log2 b + n Cantidad de filas que cumplen la Seleccion INDICE PRIMARIO INDICE SECUNDARIO Para clave primaria = N + 1 Factor de bloque Niveles del indice Para <> clave primaria = Para clave primaria = N + 1 Para <> clave primaria = N + n F b N + n F b SELECCIONES COMPLEJAS (AND, OR, NOT) Se aplican la misma operacion al resultado AND (Indices compuestos o interseccion de punteros) OR (Union de punteros)

7 Bucle Anidado

8 Reunión por Mezcla

9 OPERACIÓN REUNION Primitivas BUCLE ANINADO BUCLE ANINADO POR BLOQUE BUCLE ANINADO INDEXADO n E * b I + b E b E * b I + b E b E + n E * c Cuando el atributo de busqueda es la clave primaria de la entidad interna, puede frenar la busqueda cuando la encuentra Si R I cabe en memoria entonces = b I + b E Costo de la selección ej N REUNION POR MEZCLA b E + b I Las tablas deben estar ordenadas por el atributo de reunión REUNION POR ASOCIACION 3 (b E + b I )

10 Plan de Ejecución SELECT ESC.Nombre_Escuela, ESC.Domicilio_Escuela, TEL.Telefono_Escuela FROM escuela ESC INNER JOIN telefono_escuela TEL ON ESC.Codigo_Escuela = TEL.Codigo_Escuela SQL Server Estructura de árbol (se lee de derecha a izquierda)

11 Plan de Ejecución - SQL SERVER

12 Plan de Ejecución - ORACLE

13 Plan de Ejecución - DB2 (Visual Explain)

14 Estadísticas Catálogo de estadísticas: Muestreo Histogramas Actualización

15 Estadísticas - SQL SERVER

16 Procesamiento de consultas Consulta Consultas y resultados en Memoria Bind de Variables Analizador y traductor Expresión del álgebra relacional Optimizador E/S disco $ CPU Conectividad Resultado de la Consulta Ejecución Plan de Ejecución Estadísticas Datos

17 Sistemas de Datos SQL Compilado SQL embebido estático La sentencia SQL completa es indicada en el programa anfitrión. La sentencia SQL se queda preparada para ejecución (lista para ejecutarse). SQL embebido dinámico Parte de sentencia SQL es dejada para definirse (completarse) al momento de ejecución. No queda preparada y el DBMS debe compilarla (BIND) antes que pueda ser ejecutada. -> hard & soft parse No permite hacer uso de histogramas en estadísticas.

18 Ajustes del Rendimiento Software a Software b Usuarios Software n SGBD (DBMS) Servicios que permiten gestionar: Transacciones, concurrencia, accesos, restricciones, archivos, memoria intermadia, optimizar consultas, etc. DDL Diccionario de datos (Meta-datos) DML Hardware Base de datos almacenada Esquema y transacciones Parámetros del DBMS Hardware DBA Sistema Operativo

19 Ajustes del Hardware Procesamiento Almacenamiento secundario: Tipo, Cantidad y Velocidad de Discos, Estructuras RAID (1 escritura rápida respecto del 5). Almacenamiento primario (RAM) Conectividad (bps)

20 Ajustes del DBMS Tamaño de memoria intermedia, de bloques, de extensiones, particiones, etc. Intervalos de puntos de revisión, de actualización de estadísticas, de reogranizaciones, etc. Los DBMS Intentan automatizarlo

21 Ajustes del esquema y las transacciones Diseño del esquema Dividir tablas mediante relaciones 1 a 1. Datos desnormalizados (redundantes). Uso de vistas materializadas. Datos calculados. Vistas materializadas: Actualización inmediata (total o incremental) vs actualización diferida (periódica o cuando se realiza una consulta). Elección de tipos de datos. Manejo de Particiones. Manejo de índices y métodos de almacenamiento Agrupaciones: índices cluster, archivos agrupados Elección de atributos a indizar (optimización de consultas vs. actualizaciones). Tipos de índices. Análisis de tiempos de respuesta. Transacciones Escritura de las consultas (Consultas anidadas complejas) Uso de stored procedures. Uso de cursores limitado. Niveles de aislamiento y control de concurrencia.

22 Estrategias de Optimización Tareas y Herramientas: Trace: como, cuando? (afecta a la performance), sentencias mas costosas o mas habituales, etc. Herramientas automáticas. Estrategias de performance en Inserciones y eliminaciones masivas (indices, restriciones, bulk collect, etc.).

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